类加载机制是指.class文件加载到JVM,并形成Class对象的机制,之后就可以对Class对象进行实例化并调用。
类加载过程分为如下3个步骤:
【装载(Load)】:将二进制字节码加载到JVM中。
怎样标识一个被加载了的类?类的全限定名+ClassLoader实例ID。
a. 对于接口和非数组型的类,由该接口(类)所在的ClassLoader加载;
b. 对于数组,数组中的元素的类,由该类所在ClassLoader加载,而数组类则由JVM直接创建。
注:数组型的类名称:“[基本类型”,如“[B”; “[L引用类型类名”,如“[Ljava.lang.Object”。
【链接(Link)】:格式校验、引用加载、静态变量、属性方法。
a. 对二进制字节码的格式进行校验(遵循Java Class File Format规范);
b. 校验过程中,若解析到类中调用了其他接口和类,将其加载进来;
c. 初始化类中的静态变量,并对其赋予默认值;
d. 对类中所有属性、方法进行验证,以确保调用的属性、方法存在,以及具有相应的权限(public, private等)。
【初始化(Initialize)】:执行类中的静态属性、静态初始化块、构造方法的初始化。
注意:初始化的触发条件:
a. 调用了new;
b. 反射调了类中的方法;(待验证)
c. 子类调用了初始化;
d. JVM启动过程中指定的初始化类。
ClassLoader:
a. Bookstrap ClassLoader:C++实现,加载$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar中的Class;JDK启动时会初始化此ClassLoader并加载类;
b. Extension ClassLoader:加载$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar中的Class;
c. System ClassLoader:加载启动参数中指定的Classpath中的jar包及目录;
d. User-Defined ClassLoader:用户继承ClassLoader抽象类实现的ClassLoader,可用于加载非Classpath中的jar及目录(如从网络上下载的jar或二进制),还可以在加载之前对class文件做一些动作,如解密等。
ClassNotFoundException与NoClassDefFoundError的原因区分:
a. ClassNotFoundException:对System ClassLoader,加载的类不在Classpath中,对User-Defined ClassLoader,则要判断是从什么位置加载的。
b. NoClassDefFoundError:加载的类中引用到另外的类不存在。如类A内有B b = new B(),B不存在或当前ClassLoader没法加载B。
ClassCastException:
两个A对象由不同的ClassLoader加载,其中一个A对象转型成另一个A对象,也会抛此异常。
我的实践:反射加载类
Class clazz = Class.forName("codeshop.classLoad.MyClass"); //(a)
Object obj = clazz.newInstance(); //(b)
Method method = clazz.getMethod("add");
method.invoke(obj);
(a). 静态属性初始化、执行静态代码块;
(b). 非静态属性初始化、执行非静态代码块、执行构造方法
参考资料:《分布式Java应用:基础与实践》,作者:林昊
扩展阅读:http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-classloader/index.html
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